Svět vědy | Nová generace modelů počasí

Dylan Reynolds je doktorandem na SLF a zabývá se výzkumem, jak zlepšit simulace počasí s vysokým rozlišením a propojit je s modely sněhu. V následujícím článku vysvětluje svůj výzkum a vysvětluje, proč mohou rychlejší modely počasí prospět i lavinové předpovědi.

Strmá a komplikovaná topografie Alp je požehnáním pro každého, kdo rád lyžuje a věnuje se horolezectví. Z členitých vrcholů se strmě klesá do hlubokých údolí. Výhledy jsou krásné, ale složitý terén je noční můrou pro atmosférické modely, které zde mají předpovídat počasí. K předpovědi sněhových srážek v horách jsou zapotřebí modely s velmi vysokým rozlišením. Lavinové výstražné služby často využívají informace o sněhu a větru, které jsou statisticky generovány z řady různých datových produktů. To je sice užitečné, ale s modely počasí s vysokým rozlišením by se základní procesy mohly vypočítat přímo, místo aby se spoléhaly na prostorovou statistiku.

Proč se to nedělá? Výpočetní výkon potřebný pro takové modely je jednoduše příliš velký. Přestože se do nové generace modelů počasí hodně investuje, bude pravděpodobně trvat nejméně dalších 10 let, než budeme mít k dispozici operativní numerické předpovědi počasí v takových měřítcích. Abychom předpovědi i tak vylepšili, můžeme hledat způsoby, jak složité modely s vysokým rozlišením zjednodušit, aniž bychom příliš zhoršili výsledky.

První výsledky ukazují, že kombinace systému HICAR a modelu sněhového snosu dokáže simulovat snos v měřítku jednotlivých hřebenů a terénních hran. Důležitý předpoklad pro předpověď nebezpečí sněhových závějí pomocí modelu! Doufáme, že HICAR bude jednoho dne schopen vypočítat objemy unášeného sněhu a nebezpečná místa na jednotlivých svazích a podpořit tak vyhodnocování nebezpečí výstražnými službami.

HICAR byl již použit k simulaci zimních srážek nad švýcarskými Alpami s prostorovým rozlišením 250 metrů. To se osvědčilo, v některých případech lépe než u jiných metod. Zimní srážky jsou důležité zejména pro operační sněhovou hydrologickou službu (OSHD) SLF. V jejím rámci je provozován sněhový model s podobným rozlišením. Jsme přesvědčeni, že HICAR bude možné v příštích letech používat v operačním režimu a kombinovat s modelem OSHD. Díky své speciální metodě downscalingu by HICAR představoval jakýsi most mezi meteorologickými daty s nižším rozlišením od MeteoSwiss a sněhovým modelem OSHD. Tento řetězec modelů by mohl simulovat sněhové procesy v horách lépe, než to dosud dokázaly jednotlivé modely samotné.

HICAR nenahradí stávající předpovědi počasí. Kratší výpočetní doba modelu HICAR je dána tím, že využívá množství dat z ostatních modelů a nemusí vše nejprve sám vypočítat. HICAR nebude používán místo ostatních modelů, ale společně s nimi. Řetězce modelů a metody downscalingu, jaké používá HICAR, nám mohou pomoci lépe pochopit složité procesy, které probíhají v horách mezi atmosférou a sněhovou pokrývkou.